Rat spermatogenesis damage in intermittent hypobaric hypoxia and the protective role of melatonin: I cauda epididymal spermatozoa / Daño en la espermatogénesis de rata en hipoxia hipobárica intermitente y el papel protector de la melatonina: I espermatozoides de la cauda epididimaria

ABSTRACT

At present it is not clear if male fertility is affected by intermittent hypobaric hypoxia (IHH). This is an important issue since a large human population works over 3000 masl. This study analyzes epididymal sperm, in adult Sprague Dawley rats after five cycles of IHH (7 days exposure to 4200 masl in a hypobaric chamber / 7 days at 500 masl). The animals were separated into groups of 8, one group was exposed to hypoxia (7 days), and the others to IHH for one to five cycles. Controls (500 masl) were examined at the beginning and at the end of the 70 experimental days. A duplicate set of rats treated with melatonin (supposedly protecting from hypoxia) was also examined, as were their controls, injected with 0,03 percent ethanol (melatonin solvent). Epididymal sperm parameters, were evaluated. Damage caused by IHH increases with time. Sperm counts drop, while sperm chromatin swelling, DNA instability (metachromasia with acridine orange epifluorescence) and comet (+) tests increase. Melatonin counteracts all this damage, possibly due to its high efficiency as a reactive oxygen species scavenger. In conclusion, IHH exposure damages sperm quality and therefore male reproductive function.

RESUMEN

En la actualidad no está claro si la fertilidad masculina se ve afectada por la hipoxia hipobárica intermitente (HHI). Esta es una cuestión importante, ya que una gran población humana trabaja a más de 3000 metros sobre el nivel del mar (msnm). Este estudio analiza los espermatozoides del epidídimo, en ratas Sprague Dawley adultas, después de cinco ciclos de HHI (7 días de exposición a 4200 msnm en una cámara hipobárica / 7 días a 500 msnm). Los animales fueron separados en grupos de 8, un grupo fue expuesto a la hipoxia (7 días), y los otros a HHI de uno a cinco ciclos. Los controles (500 msnm) se examinaron al comienzo y al final de los 70 días de experimentación. Un grupo duplicado de ratas tratadas con melatonina (supuestamente protegiendo de la hipoxia) también fue examinado, al igual que los controles, inyectados con 0,03 por ciento de etanol (solvente de melatonina). Los parámetros espermáticos del epidídimo fueron evaluados. Los daños causados por la HHI aumentaron con el tiempo. Se evaluó el conteo espermático en gota, mientras la cromatina espermática esta hinchada, la inestabilidad del ADN (metacromasia epifluorescente con naranjo de acridina) y la prueba de aumento (+) de cometas. La melatonina neutralizó todo el daño, posiblemente debido a su alta eficacia como un eliminador de especies reactivas de oxígeno. En conclusión, la exposición a HHI daña la calidad espermática y por lo tanto la función reproductora masculina.